Mathematical Model of a Three-Phase Electric Line with Split Phases
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
513 3
Ultima descărcare din IBN:
2020-12-22 11:29
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.3.013 (3)
Electrotehnică (770)
SM ISO690:2012
ПАЦЮК, В.И.; БЕРЗАН, Владимир; РЫБАКОВА, Галина. Mathematical Model of a Three-Phase Electric Line with Split Phases. In: Problemele Energeticii Regionale. 2019, nr. 1-3(42), pp. 53-67. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.3239218
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1-3(42) / 2019 / ISSN 1857-0070

Mathematical Model of a Three-Phase Electric Line with Split Phases

Modelul matematic al unei linii electrice trifazice cu faze split

Математическая модель трехфазной электрической линии с расщепленными фазами


CZU: 621.3.013
DOI: 10.5281/zenodo.3239218
Pag. 53-67

Пацюк В.И., Берзан Владимир, Рыбакова Галина
 
Институт энергетики
 
Disponibil în IBN: 26 noiembrie 2019


Rezumat

An increase in the voltage of electric lines leads not only to an increase in their natural power, but also to the problem of increasing the power losses due to the corona discharge. The use of phases with split wires is used as a technical solution to reduce such losses. The splitting of wires affects the parameters of the line that leads to a change in natural and transmitted power. Therefore, improving the accuracy of calculating the parameters of lines with split phases is an actual problem. The purpose of this work was to develop a mathematical model of a three-phase line with split phases and to evaluate the accuracy of determining its capacitive parameters using the equivalent diameter of the split phase and the finite volume method for calculating the distribution of the electric field parameters based on Maxwell's equations. Using the finite volume method, the values of potential and capacitance coefficients were determined for each of the 15 wires of the 750 kV transmission line. These values were calculated by the mirror image method as well. These calculations for various configurations of the wires arrangement in the split phase gave very close results. It was substantiated the possibility of applying the finite volume method to calculate the parameters of circuits with complex geometry by the criterion of limiting the level of intensity of the field near the wires. The possibility of using approximate formulas for determining the parameters through the equivalent radius of the split phase was confirmed.

Majorarea tensiunii liniilor electrice conduce nu numai la creșterea puterii lor naturale, ci și la creșterea pierderilor de putere din cauza descărcării coroană. Ca soluție tehnică pentru reducerea pierderilor descărcări corona, se utilizează realizarea constructivă ale fazelor ca fascicole de conductoare. Această variantă de construire a fazelor conduce la modificarea parametrilor liniei electrice. Parametrii liniei electrice determină puterea naturală sau capacitatea de transmisie a liniei. Scopul acestei lucrări este de a dezvolta un model matematic al liniei electrice de transmisie trifazate cu faze split și evaluarea preciziei de calcul a parametrilor capacitivi ai liniei, utilizând valoarea diametrului echivalent al fazei split și repartiția câmp electric static, care se obține cu metoda volumului finit în baza ecuațiile lui Maxwell. Cu metoda volumului finit și metoda diametrului echivalent al fazei split s-au calculat valorile coeficienților potențiali și capacitivi pentru fiecare din cele 15 conductoare ale linie de 750 kV. Rezultatele determinării coeficienților capacitivi prin metoda volumului finit pentru diferite configurații ale aranjamentului conductoarelor și cu metoda reflecției oglindă au dat rezultate foarte asemănătoare (diferența se sesizează în a treia zecimală). S-a argumentat posibilitatea utilizării metodei volumului finit pentru calcularea parametrilor circuitelor cu geometrie complexă în scop de optimizare a fazei split, utilizând criteriul de limitare a intensității câmpului electric a conductoarelor pentru a exclude descărcarea corona. Modificarea distanței dintre conductoarele fazei split duce la o variație neliniară coeficienților capacitivi a conductoarelor fazei. S-a confirmat corectitudinea utilizării formulelor aproximative pentru determinarea parametrii liniilor lungi, utilizând raza echivalentă a fazei split.

Повышение напряжения электрических линий приводит не только к росту их натуральной мощности, но и к появлению проблемы повышения потерь мощности от короны. В качестве техническо-го решения уменьшения потерь на корону используется применение фаз с расщепленными проводами. Расщепление проводов влияет на параметры линии, а изменение значений параметров приводит к изме-нению натуральной и передаваемой мощности. Поэтому, повышение точности расчета параметров линий электропередач с расщепленными фазами является актуальной задачей. Цель данной работы состоит в разработке математической модели трехфазной линии электропередачи с фазами из расщепленных про-водов и оценке точности определения ее емкостных параметров по эквивалентному диаметру расщеп-ленной фазы и методом конечных объемов на основе уравнений Максвелла. С использованием метода конечных объемов определены значения потенциальных и емкостных коэффициентов для каждого из 15 проводов линии электропередачи напряжением 750 кВ. Значения данных параметров вычислены и по методу зеркального отображения. Результаты расчетов распределения электрического поля методом ко-нечных объемов для различных конфигураций расположения проводов в расщепленной фазе и методом зеркального отображения дали очень близкие результаты (отличие в третьем знаке после запятой). Аргу-ментирована возможность применения метода конечных объемов для расчета параметров цепей со сложной геометрией по критерию ограничения уровня интенсивности электрического поля вблизи про-водов, например, если использовать в качестве критерия оптимизации допустимую интенсивность элек-трического поля на поверхности проводника. Изменения расстояния между проводами расщепленной фазе приводит к нелинейному изменению значении емкостных коэффициентов проводов фазы. Под-тверждена возможность использования приближенных формул для определения погонных параметров длинных линий через эквивалентный радиус расщепленной фазы традиционного конструктивного ис-полнени

Cuvinte-cheie
Maxwell's equations, numerical method, electric field distribution, equivalent radius, capacitive coefficients, long line parameters,

еcuațiile Maxwell, metoda numerică, distribuția câmpului electric, raza echivalentă, coeficienții capacitivi, parametrii liniei,

уравнения Максвелла, численный метод, распределение электрического поля, эквивалентный радиус, емкостные коэффициенты, параметры линии